SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面
fBf]4@{ 在本课中,我们展示如何将球面替换成非球面,从而改善像质。 然后我们重新优化它,控制非球面与最接近球面(CFS)的RMS偏离,以便更容易制造。 " 98/HzR 这是一个初始镜头,一个校正不佳的三片式镜头: @ <|6{N< (如果您想自己运行此案例,始镜头名为6.RLE。) JvKO $^ 让我们做一个简单的优化运行。 首先,我们只使用球面。 这是MACro: j'\>Nn+ FETCH 6 d:A\<F PANT dUI3erO VLIST RAD 1 2 3 4 6 [|y`y% VY 1 TH 20 3 VY 2 TH o1
jk= VY 3 TH 20 3 NAJ '><2 VY 5 TH <}<#W/ VLIST GLM 1 3 TViBCed40 END 4s[`yV
B.V?s,U AANT joxS+P5# AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION f$Gr`d ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL Ga]47pQ"F 9
aY'0wa GNR .5 1 3 2 0 W^^K0yn`@ GNR .5 1 3 2 .5 $$k7_rs GNR .5 1 3 2 .7 >?^~s(t GNR .5 1 3 2 1. 7ESN! GNR .5 1 2 1 0 qsD?dHi7 GNR .5 1 2 3 0 G%xb0%oi]% GNR .5 1 2 1 1 \El|U#$u' GNR .5 1 2 3 1 XPar_8I END 3X,]=f@_ ue,#,3{m SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS F~tm`n8Z SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES f+*J
ue P
h9Hg' 镜头质量得到改善,但5阶球差和3阶球差没有得到平衡: VI(RT-S6 转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 Tm(Q@ VY 1 G 3 x eJ9H~^ VY 1 G 6 H|grbTv, VY 1 G 10 eV"d v*R d\v$%0 正如所期望的那样,现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何? ASY列表给出了系数: ^`l"'6 SPECIAL SURFACE DATA lo\: ]/&6 ______________________________________________________________________________ (J6"
; SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE |Dl*w/n
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) N!tpzHXw L4MxU 2 我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度(CFS)。 输入命令 p>2|| ADEF 1 PLOT. ;n%]*v ST[2]
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们继续优化,是否能得到更容易制作的非球面。 在AANT文件中添加了这些行 >+yqjXRzm M 0 100 CLINK qFvg}}^y ADEF 1 5F'%i;)oq CD1 FILE 6 5}vRo;- = CD1 |pfhrwJp OpW eW 这里我们使用CLINK选项,它使优化程序运行下一个命令(在这种情况下为ADEF),然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 (要了解此强大功能,请在中键入HELP CLINKCW)。 TYs+XJ'Xj SYNOPSYS已经有了这种分析的命令,如用户手册的第10.3.3节所述,但如果没有,你会怎么做? 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作,并且如果您想要执行没有命令的操作,最好知道如何使用其他功能。 P5'iYahCq_ 加权因子100来自哪里? 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042,其他像差中最大的差异为0.045。 (要查看这些值,可以使用FINAL nb命令。我们输入FINAL 5,查看五个最大的像差,并得到下表(它位于FINAL ERROR列中)): BSx j~pun FINAL 5 Qv9*p('~A ABERRATION LIST h
Jfa_ NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT C><<0VhU 81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 tIz<+T_ A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000
zjluX\
:BewH?Ku 103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 oV0LJ% A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 .Q=2WCv0 [;>zqNy 157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 DFt=%aV[ A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 ?aK'OIo =]_d pE EQ 161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 an*]62 l A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 @<@R=aqE 21[K[ % 163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 <7_ |Q A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 9f\aoVX OqfhCNAY 因此,这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 oso1uAOfp 我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行?当ADEF命令运行时,它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后,询问AI %v?jG(o BUFFER? -XS+Uv nUI63? 看看放在哪里。 uR06&SaA> BUFF? Zu2m%=J` fZka%[B The current FILE BUFFER contains b>hBct} 1 0.02051954 BEST FIT CV "e1{V8
4 2 48.73404382 BEST FIT RD ^@|<'g.R- 3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT ,wwU`
U 4 0.50763222 VOL. REMOVED `^XRrVX< 5 0.00097815 PEAK DIFF. ;,F-6RNj 6 0.00031781 RMS DIFF. aJuj7y- VTy,43< 我们所需的RMS差异在位置6- 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化,光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么? 1S*8v 7 SYNOPSYS AI>ASY dCf'\@<< I3}HNGvU SPECIAL SURFACE DATA <;$Sa's,LE ______________________________________________________________________________ &y#\1K SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE _Ewy^;S%L G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) !#,- W,9k0t ADEF 1 PLOT .RQ Xxw
kbIY%\QSO 现在RMS差异仅为0.00018。 在这里,我们的镜头只有43%的非球面偏离,并且性能基本相同。 PTuCN 现在调整加权因子可能是有意义的,分阶段增加它直到性能开始降低。 这可能会产生比上面更容易制作的镜头。 ({d,oU$>y 通过拾取FILE 5,我们也可以控制峰值差异而不是RMS。将AANT命令更改为 }$&T
O$LX M 0 50 CLINK fd!pM4"0 ADEF 1 OBKC$e6I CD1 FILE 5 t7C!}'g&' = CD1 C|.$L<` bik] JIM 并重新优化。 现在峰值偏离较小,仅0.00031毫米。 k=h/i8i2z 制造这种非球面有多难? 让我们来看看: ADEF 1 FRINGES KRnB[$3F1 这是一个非常漂亮的柔和的非球面,只有一些条纹到最合适的球面。 条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。 wS F!Xx0 使用这些工具,人们可以利用非球面元件,同时要确保它们易于制造。
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